在Java中如何利用ClassLoader动态加密、解密Class文件

文章目录

一、准备示例代码
二、加密Class文件
三、自定义ClassLoader
四、使用自定义ClassLoader加载类
五、进阶：使用更高安全性的AES加密算法
六、注意事项

在Java开发中，保护代码的安全性是一个重要的课题。为了防止代码被轻易反编译，我们可以使用ClassLoader来动态地对Class文件进行加密和解密。本文将详细介绍如何实现这一过程，并提供完整的示例代码。

一、准备示例代码

为了更好地演示加密、解密效果，本文以简单的Hello.java为例：

java">package org.hbin.bytecode;/*** @author Haley* @version 1.0* 2024/9/24*/
public class Hello {public void h1() {System.out.println("Hello, JVM");}public static void main(String[] args) {new Hello().h1();}
}

二、加密Class文件

我们需要一个工具方法来加密Class文件。最简单的方式，无非就是对class文件进行异或一下。

java">package org.hbin.classloder.simple;import java.io.*;/*** 利用加密算法对class文件加密保存* @author Haley* @version 1.0* 2024/9/24*/
public class EncryptionClassTest {private static final int seed = 'H'; //加密用的种子private static final String pre_path = "/tmp/javaTempCode/"; //class文件的时候路径，也用于存放加密后的文件public static void main(String[] args) throws Exception {encrypt("org.hbin.bytecode.Hello");}public static void encrypt(String clazz) throws Exception {String path = clazz.replaceAll("\\.", "/");File f = new File(pre_path + path + ".class");// 加密后的class文件以classH后缀命名File encryptedFile = new File(pre_path + path + ".classH");try (FileInputStream in = new FileInputStream(f); FileOutputStream out = new FileOutputStream(encryptedFile)) {int b = -1;while((b = in.read()) != -1) {// 加密方式：字节和种子按位与。out.write(b ^ seed);}}}
}

三、自定义ClassLoader

接下来，我们需要编写一个自定义的ClassLoader，在加载类时对加密的Class文件进行解密。解密其实就是再对class文件异或即可。

java">package org.hbin.classloder.simple;import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;/*** 解密class文件* @author Haley* @version 1.0* 2024/9/24*/
public class DecryptionClassLoader extends ClassLoader {private static final int seed = 'H';@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {File f = new File("/tmp/javaTempCode/" + name.replaceAll("\\.", "/") + ".classH");System.out.println(f.getAbsolutePath());try (FileInputStream in = new FileInputStream(f); ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream()) {int b = 0;while((b = in.read()) != -1) {// 解密方式：字节和种子再次按位与out.write(b ^ seed);}byte[] byteArray = out.toByteArray();return defineClass(name, byteArray, 0, byteArray.length);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return super.findClass(name);}
}

四、使用自定义ClassLoader加载类

最后，我们可以使用自定义的ClassLoader来加载加密后的类。

java">package org.hbin.classloder.simple;import java.lang.reflect.Method;/*** @author Haley* @version 1.0* 2024/9/24*/
public class DecryptionClassLoaderTest {public static void main(String[] args) throws Exception {ClassLoader loader = new DecryptionClassLoader();Class<?> helloClass = loader.loadClass("org.hbin.bytecode.Hello");Object obj = helloClass.newInstance();Method method = helloClass.getMethod("h1");method.invoke(obj);}
}

五、进阶：使用更高安全性的AES加密算法

上述演示使用了最简单的异或方式对class文件进行了加密处理，但是其安全性相对较低，很容易被破解。为了提升加密的安全性，更好的保护代码，我们可以使用AES加密算法，它具有更高的安全性。其实熟悉了上述过程，改用AES也很简单，就是把上述异或操作换成AES加密、解密即可。示例如下：

java">package org.hbin.classloder.aes;import org.hbin.classloder.AESTool;import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;/*** 使用AES算法对class中的所有字节进行加密保存，需要的时候通过AES算法解决后加载到虚拟机* @author Haley* @version 1.0* 2024/9/24*/
public class AESEncryptionClassTest {private static final String pre_path = "/tmp/javaTempCode/";public static void main(String[] args) throws Exception {encrypt("org.hbin.bytecode.Hello");}public static void encrypt(String clazz) throws Exception {String path = clazz.replaceAll("\\.", "/");File f = new File(pre_path + path + ".class");File encryptedFile = new File(pre_path + path + ".classH2");try (FileInputStream in = new FileInputStream(f);ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();FileOutputStream fileOut = new FileOutputStream(encryptedFile)) {int b = -1;while((b = in.read()) != -1) {out.write(b);}byte[] byteArray = out.toByteArray();fileOut.write(AESTool.encrypt(byteArray, AESTool.stringToSecretKey(Constant.AES_KEY)));}}
}package org.hbin.classloder.aes;/*** @author Haley* @version 1.0* 2024/9/24*/
public class Constant {/** 预先生成的一个AES密钥 */public static final String AES_KEY = "7GQfjNd8jVlCICHclCYJ9Zs6RvRdO05mrr4I0Qzkhho=";}package org.hbin.classloder.aes;import org.hbin.classloder.AESTool;
import org.hbin.classloder.simple.DecryptionClassLoader;import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;/*** 对加密的class文件进行解密* @author Haley* @version 1.0* 2024/9/24*/
public class AESDecryptionClassLoader extends ClassLoader {@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {File f = new File("/tmp/javaTempCode/" + name.replaceAll("\\.", "/") + ".classH2");System.out.println(f.getAbsolutePath());try (FileInputStream in = new FileInputStream(f); ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream()) {int b = 0;while((b = in.read()) != -1) {out.write(b);}byte[] byteArray = out.toByteArray();byteArray = AESTool.decrypt(byteArray, AESTool.stringToSecretKey(Constant.AES_KEY));return defineClass(name, byteArray, 0, byteArray.length);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return super.findClass(name);}
}